一种固井用浮鞋的制作方法

本实用新型涉及石油开采过程中固井技术领域，尤其涉及一种固井用浮鞋。

背景技术：

一般在石油开采过程中需要对钻井进行加固，该加固的过程在石油开采领域称作固井，固井包括下套管和注水泥浆，是钻井完成后不可缺少的重要环节。所谓下套管就是将套管在钻井完成后下到裸眼井内，所谓注水泥是在下入套管后，向套管内注入水泥浆，然后水泥浆通过套管在压力作用下，将水泥浆返入套管与井壁之间的环形空间内，起到固井的作用。

目前，在现有固井施工作业中，为了保证固井质量和顺利地下入套管，通常在套管的末端安装浮鞋。浮鞋不仅能够引导套管柱沿井筒顺利下到井内，防止套管脚插入井壁岩层，减少井下阻力，而且还能防止水泥浆回流的作用。上述传统浮鞋对于竖直方向的钻井优势明显，但是在大倾斜井或水平井施工时，由于套管受到自身重力的影响，在下套管的过程中会贴着裸眼井壁，造成固井时套管贴近井壁的一侧没有水泥浆或者水泥浆不连续，从而影响固井质量，给后续的生产作业带来风险；另一方面讲，由于固井质量的原因，环形密封环会出现井口冒油、气水，或油、气、水在地下层间互窜的现象，导致难以分层测试、分层开采，也不利于提高产量和采收率。

需要说明的是，上述内容属于实用新型人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种固井用浮鞋，能够避免大倾斜井或水平井施工过程中套管贴近井壁一侧的现象，解决因套管贴近井壁导致注水泥浆不均匀或者部分位置没有水泥浆的问题，解决了现有技术中的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种固井用浮鞋，包括壳体，所述壳体内设有驱动装置，所述驱动装置驱动地连接脉冲发生装置。

所述脉冲发生装置为一偏心块，所述偏心块上设有偏心孔，所述偏心块由驱动装置带动沿偏心孔轴线旋转。

所述驱动装置包括第一驱动叶轮，所述第一驱动叶轮的转轴通过键带动偏心块旋转。

所述驱动装置还包括第二驱动叶轮，所述第二驱动叶轮设置在第一驱动叶轮的下方并通过偏心块与第一驱动叶轮相连。

所述壳体内还设有一单向阀，所述单向阀包括单向阀座，所述单向阀座与阻位环抵接实现在壳体内的固定，所述单向阀座设有喇叭形孔用于与阀芯的一端配合实现流体单向导通，所述阀芯另一端与壳体上的导向隔板活动连接，所述阀芯与导向隔板之间设有弹簧。

所述阀芯包括与单向阀座配合的阀头，所述阀头上连接有导杆，所述导杆的另一端与导向隔板活动连接，所述导向隔板与导杆之间设有弹簧，所述导向隔板上设有通孔。

所述第一驱动叶轮与第二驱动叶轮结构相同，第一驱动叶轮的转轴的上端与设置在壳体内的第一整流板转动连接，下端穿过设置在壳体内的第二整流板与偏心块通过键连接，第二驱动叶轮的转轴的上端也穿过设置在壳体内的第三整流板与偏心块通过键连接，下端与设置在壳体内的第四整流板转动连接。

所述第一整流板、第二整流板、第三整流板和第四整流板上分别绕其各自中心周围间隔设有若干个螺旋孔。

所述壳体底端还设有浮鞋头，所述浮鞋头上设有孔。

所述壳体沿流体流动方向依次间隔设有若干个缩颈口。

本实用新型的有益效果是：通过在浮鞋壳体内设置偏心块，利用偏心块在浮鞋壳体内转动形成脉冲式激荡，将流体的能量转换为套管的高频振动，保证固井时水泥浆充分填充井壁上的缺陷处，提高套管与井壁的胶结能力，大大提高了固井的质量；提高了施工过程中的安全系数，防止因固井质量带来油、气、水互窜；在浮鞋的上部设置单向阀可保证固井结束后水泥浆不会倒返进入到套管内，影响钻塞，在套管内设置第一驱动叶轮和第二驱动叶轮，能够利用液力驱动带动脉冲发生器产生激荡，节省能量、成本，同时在浮鞋底端设置半球形浮鞋头，避免套管脚插入井壁岩层，减少阻力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1、壳体，2、阻位环，3、单向阀座，4、导杆，5、弹簧，6、导向隔板，7、通孔，8、支撑筒，9、螺旋孔，10、第一整流板，11、第一驱动叶轮，12、转轴，13、第二整流板，14、第三整流板，15、第二驱动叶轮，16、第四整流板，17、孔，18、浮鞋头，19、第一缩颈口，20、第二缩颈口，21、偏心块，22、阀头。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型进行详细阐述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“底”、“顶”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种固井用浮鞋，包括壳体1，在壳体1底端卡接浮鞋头18，该浮鞋头18设置为半球状，半球状能够解决套管脚插入井壁岩层，减少阻力，该浮鞋头18上设有若干个孔17，流体经该处的孔17流出并被压入到套管与井壁之间的环形空间内，在所述壳体1内设有驱动装置，该驱动装置为第一驱动叶轮11，第一驱动叶轮11驱动脉冲发生装置产生脉冲。

该脉冲发生装置为一偏心块21，所述偏心块21上设有偏心孔，上述所称偏心块21与第一驱动叶轮11的转轴12通过键连接，第一驱动叶轮11转动带动偏心块21沿其偏心孔轴线旋转，产生脉冲。

上述驱动装置还包括第二驱动叶轮15，第二驱动叶轮15也与偏心块21通过键连接，且设置在第一驱动叶轮11的下方，设置第二驱动叶轮15能够增大流体内部激荡的幅度，使得套管具有更大的震动幅度，有利于水泥浆充分填充。

上述壳体1内还设有一单向阀，该单向阀设置在第一驱动叶轮11的上方，所述单向阀包括单向阀座3，所述单向阀座3与卡接在壳体1上的阻位环2抵接实现在壳体1内的固定，阻位环2能够对单向阀座3进行限位，防止内部附件向上窜出。所述单向阀座3上设有喇叭形开口用于与阀芯的一端配合实现流体单向导通，所述阀芯另一端与壳体1上的导向隔板6活动连接，导向隔板6上设有通孔7供流体经过，所述阀芯与导向隔板6之间设有弹簧5，弹簧5能够实现单向导通，进入流体时，当流体压力大于弹簧5弹力时，流体驱动阀芯下移，流体进入到壳体1内的空腔内；当流体注入完成时，弹簧5将阀芯压入原始状态，将阀芯与单向阀座3之间封闭，阻止流体反向流动。

上述阀芯包括与单向阀座配合的阀头22，该阀头22为圆锥形结构能够与单向阀座3上的喇叭形开口配合，实现导通与关闭，控制流体单向导通，该阀头22上连接有导杆4，所述导杆4的另一端与导向隔板6活动连接，导杆4能够在导向隔板6内上下移动。

上述第一驱动叶轮11与第二驱动叶轮15结构相同，第一驱动叶轮11的转轴12的上端与卡接在壳体1内的第一整流板10转动连接，下端穿过卡接在壳体1内的第二整流板13与偏心块21通过键连接，第二驱动叶轮15的转轴12的上端也穿过卡接在壳体1内的第三整流板14与偏心块21通过键连接，下端与卡接在壳体1内的第四整流板16转动连接。

在第一整流板10、第二整流板13、第三整流板14和第四整流板16上分别绕其各自中心周围间隔设有若干个螺旋孔9，此处将第一整流板10、第二整流板13、第三整流板14和第四整流板16内的孔设置为螺旋孔9是与第一驱动叶轮11和第二驱动叶轮15配合，流体从螺旋孔9内流出与第一驱动叶轮11和第二驱动叶轮15形成夹角，利用较小的流体速度驱动第一驱动叶轮11和第二驱动叶轮15转动，带动偏心块21转动产生脉冲激荡套管。

在壳体1沿流体流动方向依次间隔设有若干个缩颈口，包括第一缩颈口19和第二缩颈口20，上述单向阀座3的底端卡在第一缩颈口19上，一方面对单向阀座3进行支撑，另一方面能够增加流体流速，上述第四整流板16底部设置在滴二缩颈口20上，对第四整流板16起支撑作用。

本实用新型的工作过程：

工作时，流体通过阻位环2进入单向阀，在流体液力下，推动阀芯下移，单向阀打开，流体进入支撑筒8内，支撑筒8内的流体经过第一整流板10内的螺旋孔9进入第一驱动叶轮11内，驱动第一驱动叶轮11转动对流体进行初次加速、加压，带动与之相连的脉冲发生器21和第二驱动叶轮15转动；流体经过第一驱动叶轮11从第二整流板13的螺旋孔9内流出；随之流体经过第三整流板14的螺旋孔9进入到第二驱动叶轮15内，流体再次驱动第二驱动叶轮15，加速了第二驱动叶轮15的转动。因此第二驱动叶轮15的转动同时加大了脉冲发生器21的转动速度，使得脉冲发生器21对流体产生激荡同时带动套管产生振动，保证水泥浆填充井壁更加充分，固井效果更佳。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。